The composite responsible for the f

The composite responsible for the flashy coloring is nacre, or mother-of-pearl.

“An amorphous precursor to nacre formation has been suspected to exist, but has never been successfully identified, despite extensive attempts” write a team of researchers recently in the Journal of the American Chemical Society.

Now, those researchers have gained some insight into how this biomineral is formed at the atomic and nanometer scale, presenting the first observations of amorphous calcium carbonate to nacre formation.

Amorphous calcium carbonate minerals have been identified as the first phases of biominerals deposited by living organisms. “Sea urchin embryonic spicules were the first biominerals in which an amorphous precursor was discovered, followed by sea urchin spines and teeth, bone, tooth enamel and a variety of other biominerals,” the researchers write.

“People have been trying to understand if nacre had an amorphous calcium carbonate precursor for a long time,” said Pupa Gilbert, a physics professor at Univ. of Wisconsin-Madison and an expert on biomineral formation.

The team used the U.S. Dept. of Energy’s Advanced Light Source, located at the Lawrence Berkeley National Laboratory, to observe the chemical transformation taking place when amorphous calcium carbonate transforms into aragonite, a mineral that manifests as nacre.

The researchers observed the transformation in shells from red abalone (Haliotis rufescens).

According to Gilbert, the hydrated amorphous material quickly dehydrates and crystalizes into aragonite. The process involves calcium atoms, which are initially bound to six oxygen atoms, binding to nine oxygen atoms when crystallized.

“It is how the atoms are arranged that matters. The actual chemical composition of calcium carbonate does not change. Only the structure does upon crystallization,” she said, noting it was an unsuspected find.

“Everyone expected to find amorphous precursor material that already had the symmetry of the final crystal at the atomic scale, lacking only the long-range order of crystals. We stand corrected,” she said.

The researchers captured details of the process down to 20 nm in size.

An underlying brickwork structure makes nacre both tough and durable. According to Gilbert, understanding the natural process behind nacre formation may eventually prove useful for industrial applications.

• CONFERENCE AGENDA ANNOUNCED:

The highly-anticipated educational tracks for the 2015 R&D 100 Awards & Technology Conference feature 28 sessions, plus keynote speakers Dean Kamen and Oak Ridge National Laboratory Director Thom Mason. Learn more.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

คอมโพสิตรับผิดชอบสีฉูดฉาดเป็น nacre หรือหอยมุก"ปูชนียบุคคลมีสัณฐานที่แตกตัวก่อตัวแล้วสงสัยว่าที่มีอยู่ แต่ไม่เคยสำเร็จพบ แม้ มีความพยายามมากมาย" เขียนงานวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสารของสมาคมเคมีอเมริกัน ตอนนี้ นักวิจัยเหล่านั้นได้รับเข้าใจว่า biomineral นี้จะเกิดขึ้นในระดับอะตอมและนาโนเมตร นำเสนอข้อสังเกตแรกของสัณฐานแคลเซียมคาร์บอเนตการแตกตัวก่อเกลือแร่แคลเซียมคาร์บอเนตสัณฐานมีการระบุเป็นขั้นตอนแรกของ biominerals ที่ฝากไว้ โดยสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ "เม่น spicules ตัวอ่อนถูก biominerals แรกที่ที่เป็นปูชนียบุคคลไปพบ ตาม ด้วยหนามเม่นทะเล และฟัน กระดูก ฟัน และความหลากหลายของ biominerals อื่น ๆ นักวิจัยการเขียน"ท่านได้พยายามที่จะเข้าใจถ้าแตกตัวมีสารตั้งต้นมีสัณฐานแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นเวลานาน กล่าวว่า ดักแด้ Gilbert อาจารย์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยของรัฐวิสคอนซินเมดิสันและผู้เชี่ยวชาญใน biomineralทีมงานที่ใช้ในสหรัฐอเมริกาฝ่ายพลังงานของขั้นสูงแหล่งกำเนิดแสง Lawrence Berkeley ชาติห้องปฏิบัติการ สังเกตการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นเมื่อเปลี่ยนสัณฐานแคลเซียมคาร์บอเนตแร่อะ แร่ที่ปรากฏว่า nacreนักวิจัยสังเกตการเปลี่ยนแปลงในเปลือกแดงหอยเป๋าฮื้อ (Haliotis rufescens)ตามกิลเบิร์ต วัสดุสัณฐานชุ่มชื้นได้อย่างรวดเร็วเพื่อสุขภาพ และ crystalizes เป็นแร่อะ กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับอะตอมแคลเซียม ซึ่งในเบื้องต้นแก่ผู้อะตอมออกซิเจน 6 ผูกกับอะตอมออกซิเจนเก้าเมื่อตกผลึก "มันเป็นวิธีอะตอมจะจัดเรียงที่สำคัญ ไม่ได้มีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีที่เกิดขึ้นจริงของแคลเซียมคาร์บอเนต เฉพาะโครงไม่เมื่อตกผลึก เธอกล่าวว่า สังเกตมันเป็นการค้นหา unsuspected"ทุกคนคาดว่าจะหาวัสดุไปสารตั้งต้นที่มีสมมาตรของผลึกสุดท้ายส่วนอะตอม ขาดเพียงลำดับพิสัยไกลของผลึก เธอกล่าวว่า เรายืนแก้ไขนักวิจัยจับรายละเอียดของกระบวนการลงไป 20 nm ในขนาดโครงสร้างก่ออิฐเป็นต้นแบบทำให้แตกตัวทั้งเหนียว และทนทาน ตามกิลเบิร์ต เข้าใจกระบวนการธรรมชาติหลังก่อ nacre อาจในที่สุดก็เป็นประโยชน์สำหรับงานอุตสาหกรรม•ประกาศวาระการประชุม:เพือการศึกษาเพลงสำหรับ 2015 R & D 100 รางวัล และ สัมมนาเทคโนโลยีมีเซสชัน 28 แถม keynote ลำโพงมาสค์คณบดีและผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge ธม Mason ศึกษาเพิ่มเติม

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

คอมโพสิตรับผิดชอบในการสีฉูดฉาดเป็นมุกหรือแม่ของมุก.

"ปูชนียบุคคลสัณฐานการก่อมุกได้รับการสงสัยว่าจะมีอยู่ แต่ไม่เคยได้รับการระบุประสบความสำเร็จแม้จะมีความพยายามในการที่กว้างขวาง" เขียนทีมนักวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสาร ของสมาคมเคมีอเมริกัน.

ตอนนี้นักวิจัยที่ได้รับความเข้าใจบางเป็นวิธีการ biomineral นี้จะเกิดขึ้นในระดับอะตอมและนาโนเมตรนำเสนอข้อสังเกตแรกของสัณฐานแคลเซียมคาร์บอเนตไปสู่การก่อมุก.

แคลเซียม Amorphous แร่ธาตุคาร์บอเนตได้รับการระบุว่าเป็นขั้นตอนแรก ของฝาก biominerals โดยสิ่งมีชีวิต "เม่นทะเล spicules ตัวอ่อนเป็น biominerals แรกที่ปูชนียบุคคลสัณฐานถูกค้นพบตามด้วยหนามเม่นทะเลและฟันกระดูกฟันและความหลากหลายของ biominerals อื่น ๆ " นักวิจัยเขียน.

"คนได้พยายามที่จะเข้าใจถ้ามุก มีสารตั้งต้นแคลเซียมคาร์บอเนตสัณฐานเป็นเวลานาน "Pupa Gilbert, ศาสตราจารย์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยกล่าวว่า วิสคอนซินแมดิสันและมีความเชี่ยวชาญในการก่อ biomineral.

ทีมที่ใช้ในสหรัฐอเมริกากรมพลังงานสูงของแหล่งกำเนิดแสงตั้งอยู่ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรเบิร์กลีย์ที่จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นเมื่อสัณฐานแคลเซียมคาร์บอเนตเปลี่ยนเป็น aragonite แร่ธาตุที่ ปรากฏเป็นมุก.

นักวิจัยสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงในเปลือกหอยเป๋าฮื้อจากสีแดง (Haliotis rufescens).

ตามที่กิลเบิร์วัสดุอสัณฐานไฮเดรทได้อย่างรวดเร็วและ dehydrates crystalizes เข้า aragonite กระบวนการเกี่ยวกับอะตอมแคลเซียมซึ่งถูกผูกไว้ในตอนแรกถึงหกอะตอมออกซิเจนผูกพันกับเก้าอะตอมออกซิเจนเมื่อตกผลึก.

"มันเป็นวิธีการที่อะตอมจะถูกจัดเรียงเรื่องที่ องค์ประกอบทางเคมีที่เกิดขึ้นจริงของแคลเซียมคาร์บอเนตไม่เปลี่ยนแปลง โครงสร้างไม่เมื่อตกผลึก "เธอกล่าวและเห็นว่ามันเป็นหาไม่น่าสงสัย.

" ทุกคนคาดหวังว่าจะหาวัสดุสารตั้งต้นสัณฐานที่มีอยู่แล้วมีความสมมาตรของผลึกสุดท้ายในระดับอะตอมขาดเพียงการสั่งซื้อระยะยาวของผลึก เรายืนแก้ไข "เธอกล่าว.

นักวิจัยรายละเอียดของกระบวนการบันทึกลงถึง 20 นาโนเมตรในขนาด.

โครงสร้างพื้นฐานอิฐทำให้มุกทั้งเหนียวและทนทาน ตามที่กิลเบิร์เข้าใจกระบวนการทางธรรมชาติที่อยู่เบื้องหลังการก่อตัวหอยมุกในที่สุดอาจจะเป็นประโยชน์สำหรับงานอุตสาหกรรม.

•วาระการประชุมที่แจ้งสารสนเทศ:

ที่หมายปองแทร็คการศึกษาสำหรับปี 2015 R & D 100 รางวัลและเทคโนโลยีการประชุมมี 28 ครั้งบวกวิทยากรคณบดี Kamen และโอ๊ค Ridge National Laboratory กรรมการทอมเมสัน เรียนรู้เพิ่มเติม